丞相弘、廷尉汤等以闻，上使宗正以符节治（淮南）王。未至，（刘）安自刑杀。后、太子诸所与谋皆收夷。国除为九江郡。……公卿请遣宗正、大行与沛郡杂治（衡山）王。王闻，即自杀。
——《汉书·淮南衡山济北王传》
历经数月筹备，刘安终于按照伍被的计划做好了充足的准备。然而，就在刘安准备发动全部兵马起兵之时，他又担心淮南国的国相和大臣们反对，于是又与伍被密谋先诛杀国相和二千石大臣。
为了将这些高级官员一网打尽，淮南王刘安提议说，“本王可命人于王宫内纵火，见到王宫起火，国相和二千石大臣大臣必来救火，到时便可趁机将他们全部杀死。”
伍被却认为这样做未必便能将他们一网打尽，反倒不如制造南越兵马犯境的假象，以抵抗敌军为名，光明正大的起兵。于是，淮南王刘安便派人前往庐江郡和会稽郡，制造南越兵马犯境的假象。
部署完毕，刘安心里还是不踏实，又问伍被，“我率兵向西挺进，诸侯应该会有响应的人吧。若是无人响应，又该如何？”
伍被沉思片刻后说道，“若是无人响应，便可向南夺取衡山国，攻打庐江郡，占有寻阳的战船，守住下雉的城池，扼住九江江口，阻断豫章河水北入长江的的彭蠡湖口这条通道，以强弓劲孥临江设防，阻止朝廷军队自南郡顺江而下。然后，再向东进攻江都国、会稽郡，与南方的越人交好，在江淮一带凭险抵抗，或许还能够坚持一年半载，但想要夺取天下，恐怕就不可能了。”
刘安听罢，点了点头道，“或许没有比这更好的计策了”，转念又自我安慰道，“即便情况危急，大不了逃奔南越国便是”。
就在刘安积极谋划起兵反叛之时，廷尉张汤在取得淮南王孙刘建的供词之后，也已经将刘迁密谋刺杀朝廷使臣之事呈报了汉武帝，汉武帝遂命张汤派人，以拜访淮南国中尉的名义前往淮南国，逮捕淮南王太子刘迁。
刘安在准备叛乱的同时，一直在关注张汤的动向，在得知张汤派人进入淮南国后，便知道自己已经没有时间再犹豫准备了，在与刘迁商议之后，遂决定召国相和二千石大臣进入王宫，杀死他们之后立即发兵。
然而，刘安的计划并没能取得成功，淮南国相虽然奉命前往王府拜见，但因事外出的内史却并未前来，中尉更是直接回绝了淮南王的召见命令，表示，“臣正准备迎接陛下派来的使臣，不能前往拜见大王。”
刘安见状，心想杀死国相一个人还有什么用，便又将国相放走了。
刘迁见父亲始终犹豫不决，起兵之事已经无法顺利进行，又想到朝廷如今追查的不过是谋刺朝廷使者之罪，而当初参与密谋之人已死，自认不会牵连到父亲，便对刘安说道，“群臣之中可以依靠者，先前都已经被抓了，如今已经没有可以倚重之人。您在时机不成熟之时发兵，恐怕难以成功，儿臣甘愿前往廷尉处领罪。”
刘安由于起兵之事太过不顺，本就有心罢手，听到儿子这么说，便答应了刘迁的请求。
然而，当刘迁得知廷尉张汤的事迹之后，听说了张汤残酷手段的他，立即便起了畏惧之心，担心熬不过酷刑的刘迁，为了免受皮肉之苦，干脆选择了刎颈自尽。然而，由于对自己下不了狠手，刘迁虽然做出了刎颈的动作，但却因伤口太浅，只是受了一点皮外伤，而并未丧命。
伍被虽然碍于淮南王对自己的知遇之恩，参与了谋反之事，但他本就不支持叛乱，在得知廷尉张汤的人马已经抵达淮南国，而刘安放弃起兵之后，自知难逃问罪的伍被干脆选择了自首，将自己参与谋反和刘安谋反的过程，全盘供了出来。
由于事涉整个王府上下，法吏在抓捕太子刘迁和王后荼之后，虽然并未直接抓捕淮南王刘安，但却将淮南王府团团包围了起来，严禁王府任何人外出。淮南王刘安自知大势已去，便也放弃了抵抗，静待朝廷处置。
不久，在取得真凭实据后，淮南王刘安及其参与谋反的宾客全部被搜捕抓获，又从王府中搜出了谋反的兵器盔甲等物，张汤随之将情况上奏汉武帝。
汉武帝将此案交给公卿大臣们审理，并说道，“关于具体判决，你们与诸侯王、列侯一起商议吧”。
由于事涉诸侯王，而朝廷和诸侯王的关系本就比较微妙，汉武帝虽然大权在握，也必须明确知道其他诸侯王、宗室和列侯们的意见。
此时的诸侯王早已无法与文景两朝相提并论，他们又岂敢对抗朝廷，更何况是这种本就十分敏感的谋反大罪，这种时刻，他们巴不得与淮南王刘安划清界限。于是，赵王刘彭祖、列侯曹襄等四十三人商议之后，皆认为，“淮南王刘安大逆无道，谋反之罪明白无疑，理应诛杀不赦。”
胶西王刘端更是说道，“淮南王刘安无视王法，肆行邪恶之事，心怀欺诈，扰乱天下，迷惑百姓，背叛祖宗，妄生邪说。《春秋》曾说‘臣子不可率众作乱，率众作乱就应诛杀’。刘安的罪行比率众作乱更严重，其谋反态势已成定局。臣所见他伪造的文书、符节、印墨、地图以及其他大逆无道的事实都有明白的证据，其罪极其大逆无道，理应依法处死。至于淮南国中官秩二百石以上和比二百石少的官吏，以及宗室的宠幸之臣中未触犯法律的人，他们不能尽责匡正阻止淮南王的谋反，也都应当免官削爵贬为士兵，今后不许再当官为吏。那些并非官吏的其他罪犯，可用二斤八两黄金抵偿死罪。朝廷应公开揭露刘安的罪恶，好让天下人都清楚地懂得为臣之道，不敢再有邪恶的背叛皇上的野心。”
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